在單片機(jī)系統(tǒng)中，串口（UART，通用異步收發(fā)接口）是一個(gè)非常重要的組成部分。通常使用單片機(jī)串口通過?RS232/RS485?電平轉(zhuǎn)換芯片與上位機(jī)連接，?以進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設(shè)置、組成網(wǎng)絡(luò)以及各種外部設(shè)備的?連接等。RS232/RS485?串行接口總線具有成本低、簡(jiǎn)單可靠、容易使用等特點(diǎn)，加上其歷史悠久，所以目前應(yīng)用仍然非常廣泛；特別對(duì)于數(shù)據(jù)量不是很大?的場(chǎng)合，串口通信仍然是很好的選擇，有著廣闊的使用前景。 在單片機(jī)編程中，串口占了很重要的地位。傳統(tǒng)方式串口程序的調(diào)試，往往是利用專用的單片機(jī)硬件仿真器。在編寫好程序后，利用仿真器來設(shè)置斷點(diǎn)，觀察變量和程序的流程，逐步對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，修正錯(cuò)誤。使用硬件仿真器的確是很有效的方法，但是也有一些缺點(diǎn)： 很多仿真器不能做到完全硬件仿真，因而會(huì)造成仿真時(shí)正常，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況；也有仿真不能通過，但是實(shí)際運(yùn)行正常的情況。 對(duì)于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片，要么沒有合適的仿真器或仿真頭；要么就是硬件仿真器非常昂貴，且不容易買到。 有時(shí)由于設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的限制，仿真頭不方便接入。 有的仿真器屬于簡(jiǎn)單的在線仿真型，仿真時(shí)有很多限制。例如速度不高，?實(shí)時(shí)性或穩(wěn)定性不好，對(duì)斷點(diǎn)有限制等，造成仿真起來不太方便。 1．調(diào)試前的準(zhǔn)備工作 下面介紹一種利用的功能來實(shí)現(xiàn)?51?單片機(jī)用戶程序的方法。使用這種方?法，無需任何硬件仿真器，甚至都不需要用戶電路板。所需的只是： ①硬件。1?臺(tái)普通計(jì)算機(jī)（需要帶有?2?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口）和１根串口線（兩頭都是母頭，連線關(guān)系如圖1所示）。 ②串口軟件可以是自己編寫的專用調(diào)試或上下位機(jī)通信軟件，也可以是通用的串口軟件（如串口助手、串口調(diào)試等），主要用來收發(fā)數(shù)據(jù)。 2．基本調(diào)試命令介紹 這個(gè)串口調(diào)試方法主要是利用了?Keil?強(qiáng)大的軟件仿真功能。在新版本（高于?6.0）的?Keil?軟件中，增強(qiáng)了軟件的仿真能力，可以利用軟件仿真更多的單片機(jī)功能。在這些功能中，其中有一個(gè)很重要的功能就是利用計(jì)算機(jī)的串口來模擬單片機(jī)的串口（這不同于很多軟件在仿真時(shí)使用的激勵(lì)文件方式，可以直接與其他串口進(jìn)行通信，更加方便、靈活）。首先要介紹仿真時(shí)需要使用的兩?個(gè)命令：ASSIGN和MODE。 2.1?ASSIGN命令 將單片機(jī)的串口綁定到計(jì)算機(jī)的串口。基本使用方式為： ASSIGN?channeloutreg 其中：?channel?代表計(jì)算機(jī)的串口，可以是?COM1、COM2、COM3?或?COM4；?而?inreg?和?outreg?代表單片機(jī)的串口。對(duì)于只有一個(gè)串口的普通單片機(jī),即?SIN?和?SOUT；對(duì)于有兩個(gè)或者多個(gè)串口的單片機(jī)，即?SnIN?和?SnOUT（n=0，?1，…即單片機(jī)的串口號(hào)）。 例如：ASSIGN?COM1SOUT 將計(jì)算機(jī)的串口1綁定到單片機(jī)的串口（針對(duì)只有一個(gè)串口的單片機(jī)）。 ASSIGN?COM2S0OUT 將計(jì)算機(jī)的串口?2?綁定到單片機(jī)的串口?0（針對(duì)有多個(gè)串口的單片機(jī)，注意串口號(hào)的位置）。 需要注意的是，參數(shù)的括號(hào)是不能省略的，而outreg則是沒有括號(hào)的。 2.2?MODE命令 設(shè)置被綁定計(jì)算機(jī)串口的參數(shù)。基本使用方式為： MODE?COMx?baudrate,?parity,?databits,?stopbits 其中：?COMx（x?=?1，2，…）代表計(jì)算機(jī)的串口號(hào)；baudrate?代表串口?的波特率；parity?代表校驗(yàn)方式；databits?代表數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度；stopbits?代表?停止位長(zhǎng)度。 例如：MODE?COM1?9600,?n,?8,?1 設(shè)置串口1。波特率為9600，無校驗(yàn)位，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。 MODE?COM2?19200,?1,?8,?1 設(shè)置串口2。波特率為19200，奇校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。 使用以上兩個(gè)命令，就能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)的串口模擬成單片機(jī)的串口了。在進(jìn)?行軟件仿真時(shí)，所有發(fā)送到被綁定的計(jì)算機(jī)串口上的數(shù)據(jù)都會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到?Keil?模擬?的單片機(jī)串口上，用戶程序可以通過中斷處理程序或查詢方式接收到這些數(shù)?據(jù)；同樣，單片機(jī)程序中發(fā)送到單片機(jī)串口上的數(shù)據(jù)也會(huì)通過被綁定的計(jì)算機(jī)串口發(fā)送出來，可以被其他軟件所接收。利用這個(gè)特點(diǎn)，就可以方便地仿真、?調(diào)試單片機(jī)的串口部分程序。要注意的是，這兩個(gè)命令需要一起使用。 2.3?仿真步驟 首先，用串口線將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)串口連接起來（或者是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上的兩?個(gè)串口）。這兩個(gè)串口一個(gè)用來模擬單片機(jī)串口，另一個(gè)給調(diào)試程序使用。這?個(gè)由用戶自己分配，沒有特殊要求。 其次，編寫好用戶程序，并編譯通過。 然后，設(shè)置工程文件（Project）的相關(guān)參數(shù)，如圖?2?和圖?3?所示。主要是?選擇模式（Use?Simulator）以及晶振參數(shù)。 為了不必每次進(jìn)入仿真狀態(tài)后，都需要輸入串口參數(shù)設(shè)置命令，可以建立一個(gè)初始化文件。初始化文件是一個(gè)普通的文本文件，內(nèi)容就是仿真時(shí)需要的命令，按照順序一行輸入一條。如圖?3?所示，建立了一個(gè)?debug.ini?的初始化文件。這樣，當(dāng)每次進(jìn)入仿真調(diào)試狀態(tài)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)載入?debug.ini?的內(nèi)容進(jìn)行初始化。 為了正確仿真串口，在軟件仿真調(diào)試時(shí)，在用戶的?Keil?工程文件的屬性中，還需要設(shè)置實(shí)際使用的晶振頻率。這個(gè)參數(shù)非常重要，直接影響通信的波特率，可以按照實(shí)際使用的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。要注意，這個(gè)參數(shù)的單位是MHz。 設(shè)置好參數(shù)后，就可以進(jìn)行仿真了。單擊工具欄的圖標(biāo) 進(jìn)入?Debug（仿 真調(diào)試）狀態(tài)，在?Output?window?窗口中的?command?文本框（一般是在左下角）中輸入上面介紹的命令。例如，將PC機(jī)的串口1設(shè)置為單片機(jī)的串口： mode?com1?9600,0,8,1 assign?com1sout 然后設(shè)置斷點(diǎn)，一般是在關(guān)鍵地方或與串口相關(guān)聯(lián)的地方設(shè)置。再單擊圖標(biāo)運(yùn)行（Run）用戶程序，使用戶程序運(yùn)轉(zhuǎn)起來（不然是接收不到串口數(shù)據(jù)的）。這時(shí)再使用軟件或用戶調(diào)試軟件，發(fā)送通信命令或者數(shù)據(jù)包，看用戶程序是否進(jìn)入斷點(diǎn)，以及相關(guān)的變量是否正確。還可以有意發(fā)送帶有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包，以觀察用戶程序的異常處理部分是否正常。一旦發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，?可以馬上停止仿真調(diào)試，立即修改代碼，然后再次重復(fù)上面的步驟進(jìn)行仿真。?因?yàn)椴恍枰c用戶目標(biāo)板聯(lián)機(jī)，也不用下載代碼到用戶板上，所以速度非常高。以上這些步驟和使用硬件仿真器的基本一樣，只不過現(xiàn)在使用的是軟件仿真。 需要注意的是：仿真時(shí)單片機(jī)串口實(shí)際的波特率由?MODE?命令來指定，單片機(jī)程序中的?TMOD、SCON?等參數(shù)是不影響串口仿真狀態(tài)的（也就是說這些參數(shù)不?影響仿真的波特率，即使它們是錯(cuò)誤的）。但是中斷的使能位（如?ES、EA?等）?還是起作用的，如果ES或EA被禁止，那么就不會(huì)進(jìn)入串口中斷。 因?yàn)檫@種方法是利用計(jì)算機(jī)的串口來仿真單片機(jī)的串口，而仿真是通過?Keil?軟件來轉(zhuǎn)換串口上的數(shù)據(jù)，不是直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的，所以在實(shí)際仿真時(shí)，處理速度會(huì)比實(shí)際單片機(jī)運(yùn)行時(shí)稍微低一點(diǎn)。比方說仿真狀態(tài)時(shí)?1s?只能發(fā)送/接收?10?個(gè)數(shù)據(jù)幀，但在單片機(jī)硬件上運(yùn)行時(shí)可能?1s?就可以接收/發(fā)送?50?個(gè)數(shù)據(jù)?幀。這與使用的計(jì)算機(jī)的速度有關(guān)，但對(duì)仿真來說，是沒有任何影響的。 對(duì)于多串口的單片機(jī)，從理論上來說，可以一次綁定多個(gè)串口，只要計(jì)算機(jī)有足夠多的串口。基本上，使用這種方法需要占用計(jì)算機(jī)的串口數(shù)量是單片?機(jī)綁定串口的?2?倍。一個(gè)串口被?Keil?占用，用來模擬單片機(jī)的串口；另外一個(gè)?串口被計(jì)算機(jī)占用，用來給單片機(jī)的串口收發(fā)數(shù)據(jù)。